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Innovative Synthesis in Continuous-Flow Processes for Sustainable Chemical Production

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Nachhaltige Chemikalienproduktion

Die traditionale chemische Produktion im industriellen Maßstab ist ineffizient und nicht für die flexible und nachhaltige Produktion von Chemikalien geeignet. In einem EU-finanzierten Projekt wurden integrierte katalytische kontinuierliche Verfahren für die chemische Produktion im kleinen bis mittleren Maßstab entwickelt.

Industrielle Technologien

Bei idealen kontinuierlichen Verfahren fließen die Substrate in den Reaktor, kommen mit dem immobilisierten Katalysator in Kontakt und werden chemisch umgewandelt. Das resultierende Produkt verlässt den Reaktor in reiner Form und kann sofort ohne weitere Abscheidungs- oder Purifikationsverfahren weiterverwendet werden. Um dieses ambitionierte Ziel zu erreichen, arbeiteten 15 akademische und 6 industrielle Partner aus ganz Europa im Projekt SYNFLOW (Innovative synthesis in continuous-flow processes for sustainable chemical production) zusammen. Sie integrierten molekulare Katalysatoren, Immobilisierungsstrategien und chemische Verfahrenstechnik. Die Projektmitglieder entwickelten eine Grundlage für nachhaltige Technologien, die in zahlreichen Bereichen der kleinen bis mittleren Chemikalien- und Medikamentenproduktion angewendet werden können. Die Vision von SYNFLOW bestand darin, einen Wechsel von der Produktion in Chargen, bei der viele einzelne Produktionsschritte erforderlich sind, hin zu einer hoch integrierten und flexiblen katalytischen kontinuierlichen Produktion anzuschieben. Die Wissenschaftler demonstrierten erfolgreich den katalytischen Prozessentwurf. Die kontinuierlichen Verfahren waren von einer gesteigerten Leistung gekennzeichnet, die für die kleine bis mittlere Chemikalien- und Medikamentenproduktion von Vorteil ist. Nachhaltige Methodik zum Prozessentwurf basierte auf experimentellen Ergebnissen und konzeptionellen Erkenntnissen. Das Projekt konzentrierte sich auf die Fein- und Spezialchemikalienindustrie sowie die pharmazeutische Industrie, welche von der hohen Diversität der synthetisierten Chemikalienstrukturen gekennzeichnet sind. Um die weit gefächerten Auswirkungen des SYNFLOW-Konzepts zu demonstrieren, dienten die Prototyp-Fallstudien als Beispiel für generische Herausforderungen in diesen Bereichen. Die Projektpartner führten sechs industrielle Fallstudien durch, die von bestimmten industriellen Partnern definiert wurden. Die Fallstudien repräsentierten Reaktionsarten wie C-N- und C-C-Bindungsbildung und stöchiometrische Reduktionen, die dafür bekannt sind, viel Abfall zu produzieren und Ressourcen sowie Energie ineffizient zu nutzen. SYNFLOW lieferte die Leitlinien zur kommerziellen Umsetzbarkeit, Sicherheit, Umweltverträglichkeit und Leistung der im Projekt entwickelten Technologien. Die demonstrierten Belege für eine gesteigerte Prozessleistung machten die potentiellen Geschäftsvorteile der kontinuierlichen Verfahren deutlich.

Schlüsselbegriffe

Nachhaltig, Chemikalienproduktion, kontinuierliche Verfahren, molekulare Katalysatoren, Pharmazie

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